一种烟气余热换热器及其使用方法与流程

本发明涉及换热，特别涉及一种烟气余热换热器及其使用方法。

背景技术：

1、现今，工业化的发展导致环境的日益恶劣，环保节能、余热回收的重要性越发的受到世界各国的重视；工业化盛行的今日，许多工厂排放的高温废气中含有各种污染物，导致地球生态环境日益恶劣，被人们所重视。作为环保节能、余热回收的利器，从上世纪开始，换热器逐渐为人熟知，且开发出适合各种工况的换热器，成为化工生产中重要的单元设备，根据统计，热交换器的吨位约占整个工艺设备的20％有的甚至高达30％，其重要性可想而知。2011年至2020年期间，我国换热器产业将保持年均10-15％左右的速度增长。

2、常用管壳式换热器按照其结构的特点可分为固定管板换热器、u形管换热器、浮头式换热器。

3、管壳式换热器由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。在诸如脱硫脱硝ggh，燃烧后产生的高温烟气(最高可达近1000℃)等余热回收工艺，温度相差过大，固定管板换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。因此需采取补偿措施(如柔性组件膨胀节)以减少热应力，但若温差较大，补偿措施并不能完全消除或减少大部分热应力；且该条件下，因腔体及压力调节限制，管壳式换热需要收压力容器监检，年审等工作，极大了增加了后期维护成本；

4、若采用u形管换热器，其尾部的自由浮动解决了温差热应力问题，但由于其受到管弯曲半径的限制，布管较少，壳程流体易形成短路，损坏一根u形管相当于损坏两根管，其结构导致报废率较高；

5、若采用浮头式换热器，由于其结构只一端与壳体固定，另外一端可相对壳体自由移动，管束与壳体的热形变互不约束，并不会产生热应力，但由于其结构复杂，材料消耗大，设备笨重，浮头端结构复杂影响排数，在操作时容易与浮头密封面处产生内漏。

6、若采用套管式换热器，由于套管式换热器大多是内管中不允许有焊接，因为焊接会造成受热膨胀开裂，所以套管式换热器为了节省空间，将内管弯制，盘制成蛇管形态，故有较多特殊的耐腐蚀材料无法正常生产，材料选择上受限；其次，由于在温差较高的工况下，套管需弯制更多流程，材料用量大，导致其拆卸检修清洗麻烦，不仅造价、维修成本高，占地面积、空间都比较大。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种烟气余热换热器及其使用方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

2、为解决上述技术问题所采用的技术方案：

3、本发明提供了一种烟气余热换热器，包括外壳，其顶部设有烟气进口，所述外壳的下部侧面设有烟气出口，所述外壳内从上至下依次设有板式换热结构和换热管道结构，所述外壳设有声波吹灰口、多个喷淋口、检修口，所述声波吹灰口和检修口和换热管道结构之间，多个所述喷淋口分别设于所述换热管道结构和板式换热结构顶部，所述外壳底部设有排灰口。

4、本发明的有益效果是：

5、烟气从烟气进口进入先经过板式换热结构进行第一次换热，再经过换热管道结构进行第二次换热，烟气中的灰尘由于重力原因向下，在底部排灰口，其中板式换热结构冷侧板间通道采用大间距通道，防止灰尘堵塞；前段气气板换用于预热同一系统的空气，预热后用作助燃风；换热管道结构通过管排间距的设置，不易堵塞，弯头型式的设置易抵消热应力，可用于生活热水，采暖热水加热等热水使用以充分回收烟气热量。板式换热结构和换热管道结构之间设置声波吹灰口、检修口、喷淋口，以方便清洗、清洁换热内部结构，底部收集灰尘；可用于收集如as2o3此种于175—250℃时容易形成的玻璃体，低于150℃时甚至冷凝为粉状固态(易堵塞设备)；以此来达到处理回收以往含尘量大，不易处理的高温烟气的目的，充分回收热量，且可收集特殊冷凝物。本发明成本较低，换热效率高，适用于高温，回收热量多且可除尘的换热器，尤其适用于灰尘量大、高温差限制的特殊工况设计。

6、作为上述技术方案的进一步改进，所述烟气进口连接有烟气管道，所述烟气管道倾斜向上设置。灰尘在重力作用下，沿着烟气管道滑落至外壳底部，便于被收集。

7、作为上述技术方案的进一步改进，所述烟气管道呈45°倾斜向上。更有利于收集灰尘。

8、作为上述技术方案的进一步改进，所述声波吹灰口设有声波吹灰器。方便清洁内部结构。

9、作为上述技术方案的进一步改进，所述外壳底部设有支撑架。便于收集灰尘。

10、作为上述技术方案的进一步改进，所述排灰口底部设有卸灰阀，控制灰尘的卸料。

11、作为上述技术方案的进一步改进，所述换热管道结构呈蛇形弯管状。换热管道结构通过管排间距的设置，不易堵塞，弯头型式的设置易抵消热应力。

12、作为上述技术方案的进一步改进，所述外壳底部呈漏斗状，所述烟气出口设于漏斗状的外壳底部，便于收集灰尘。

13、作为上述技术方案的进一步改进，所述板式换热结构和换热管道结构均采用不锈钢构件。

14、本发明还提供了一种烟气余热换热器的使用方法，其用于上述任意一项所述的烟气余热换热器，包括：

15、将烟气从烟气进口通入经过板式换热结构和换热管道结构换热后烟气出口流出；

16、将烟气余热换热器所在的燃烧系统中的助燃风将板式换热结构进行预热，预热后在通入燃烧系统进行助燃；

17、将生活用水通过换热管道结构进行加热。

18、该使用方法充分利用了高温、大温差、灰尘量大的烟气的热量且收集了烟气中的灰尘，装置结构简单，降低了成本。

技术特征：

1.一种烟气余热换热器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种烟气余热换热器，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种烟气余热换热器，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的一种烟气余热换热器，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的一种烟气余热换热器，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的一种烟气余热换热器，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的一种烟气余热换热器，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的一种烟气余热换热器，其特征在于：

9.根据权利要求1所述的一种烟气余热换热器，其特征在于：

10.一种烟气余热换热器的使用方法，其特征在于，其用于权利要求1至9任意一项所述的烟气余热换热器，包括：

技术总结
本发明公开了一种烟气余热换热器及其使用方法，包括外壳，其顶部设有烟气进口，所述外壳的下部侧面设有烟气出口，所述外壳内从上至下依次设有板式换热结构和换热管道结构，所述外壳设有声波吹灰口、多个喷淋口、检修口，所述声波吹灰口和检修口和换热管道结构之间，多个所述喷淋口分别设于所述换热管道结构和板式换热结构顶部，所述外壳底部设有排灰口。本发明成本较低，换热效率高，适用于高温，回收热量多且可除尘的换热器，尤其适用于灰尘量大、高温差限制的特殊工况设计。

技术研发人员：林海波,陈礼谨,李志颖,梁永俊
受保护的技术使用者：湖南力和海得热能技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25